본 학위논문은 반추위 보호 아미노산의 분해율을 평가하고 홀스타인 착유우에 미치는 영향을 평가하기 위하여 3개의 실험으로 구성하였다. 1) In vitro 실험에서는 전세계적으로 유통되고 있는 5개의 반추위 보호 메치오닌 제품과 4개의 반추위 보호 라이신 제품을 반추위와 반추위 하부 소화기관을 모의한 buffer solution에서 제품을 평가하였고, 2) in situ 실험에서는 국내에서 유통되며 축우 ...
본 학위논문은 반추위 보호 아미노산의 분해율을 평가하고 홀스타인 착유우에 미치는 영향을 평가하기 위하여 3개의 실험으로 구성하였다. 1) In vitro 실험에서는 전세계적으로 유통되고 있는 5개의 반추위 보호 메치오닌 제품과 4개의 반추위 보호 라이신 제품을 반추위와 반추위 하부 소화기관을 모의한 buffer solution에서 제품을 평가하였고, 2) in situ 실험에서는 국내에서 유통되며 축우 펠렛 사료에 적용 가능한 반추위 보호 메치오닌, 라이신 제품을 각각 2개씩 선정하여, 반추위 캐뉼라가 장착된 홀스타인을 이용하여 제품을 평가하였으며, 3) in vivo 실험에서는 반추위 보호 메치오닌, 라이신이 홀스타인 착유우의 유생산, 유성분 및 혈액 성상에 미치는 영향을 평가하였다. In vitro 실험에서는 총 9개의 반추위 보호 아미노산을 평가하였다. 지방 코팅한 반추위 보호 메치오닌(Met-1, 2 및 3)과 ethy-cellulose 코팅한 반추위 보호 메치오닌(Met-4) 그리고 2-vinylpyridine-co-styrene 코팅한 반추위 보호 메치오닌(Met-5)을 이용하였다. 반추위 보호 라이신은 모두 지방 코팅한 제품으로 구성하였다(Lys-1, 2, 3 및 4). 반추위 보호 아미노산의 반추위 분해율은 pH 5.4 sodium-acetate and a pH 6.8 borate-phosphate buffer에서 각각 24시간 배양하여 평가하였고, 제 4위 소화율은 pH 2.9 citrate buffer에서 1시간, 소장 소화율은 pancreatin이 첨가된 pH 6.8 phosphate buffer에서 4시간 동안 배양하여 평가하였다. Ethyl-cellulose 코팅한 Met-4(93.58%)와 2-vinylpyridine-co-styrene 코팅한 Met-5(96.21%)가 borate-phosphate buffer에서 지방 코팅한 Met-1, 2 및 3보다 질소의 by-pass 비율이 높았다. Lys-2는 acetate and borate-phosphate buffer에서 가장 낮은 질소 by-pass 비율(1.60% 및 8.24%)을 나타냈으며, Lys-4는 acetate buffer에서 가장 높은 질소 by-pass 비율(92.97%) 및 Lys-1은 두번째로 높은 질소 by-pass 비율(30.85%)을 보였다. 반추위 보호 아미노산(Met/Lys-1, 2 및 3)의 같은 번호가 동일 회사에서 유사한 가공 형태로 제조되었음에도 불구하고 반추위 보호 라이신의 질소 분해율이 반추위 보호 메치오닌 보다 높은 결과는 라이신이 메치오닌에 비해 물에 매우 잘 녹는 특징에 의해 기인된 것으로 보인다. In situ 실험에서는 지방 코팅된 반추위 보호 메치오닌(Met-1, 2) 및 반추위 보호 라이신(Lys-1, 2)을 평가에 이용하였다. 반추위 캐뉼라가 장착된 1마리의 홀스타인 비착유우를 이용하여 반추위 보호 아미노산을 nylon bag에 담아 반추위에 4, 8, 24 및 48시간동안 배양후 동시에 꺼내어 건물과 질소를 분석하여 평가하였다. Met-1은 건물 및 질소의 분해율이 Met-2에 비해 4, 8 및 24시간에서 유의적으로 낮았으며(P < 0.05), 48시간 분해 후에서는 두 제품간 질소 분해율의 유의차는 없었다. Lys-1 또한 건물 및 질소의 분해율이 Lys-2에 비해서 0, 4, 8, 24시간에서 유의적으로 낮았으며(P < 0.05), 48시간 후에는 두 제품의 건물과 질소의 분해율 차이는 없었다. 0시간에서 물로만 헹구는 과정에서 Lys-2는 질소의 40% 이상이 용해된 것은 라이신의 친수성에 대해 다시 한번 확인하는 결과이며, 보호 처리가 완전하지 못할 경우 반추위 보호 효과가 상당히 떨어지는 것을 보여주는 결과로 사료된다. In vitro와 in situ 실험에서 Met-1, 2 및 Lys-1, 2의 질소 by-pass 비율의 결과는 두 실험간 상당히 유사한 결과를 보여주었다. In vivo 실험에서는 in vitro 및 in situ의 실험 결과를 토대로 선정된 지방코팅 반추위 보호 메치오닌(Met-1)과 반추위 보호 라이신(Lys-1)을 선정하여 평가에 이용하였다. 홀스타인 착유우 6두를 이용하여 3 × 3 라틴 방각 실험을 14일의 사료적응 기간과 4일의 샘플 채취기간으로 구성하여 3처리구의 18일 주기로 실험을 수행하였다. 처리구는 1) 대조구(반추위 보호 메치오닌/라이신 무급여), 2) RPM(반추위 보호 메치오닌 37 g/일/두 급여), 3) RPML(반추위 보호 메치오닌 37 g/일/두 급여 + 반추위 보호 라이신 129 g/일/두 급여)로 구성하였다. RPM 처리구에서 혈중 Cys의 농도(3.64 ppm)가 대조구(2.96 ppm) 및 RPML 처리구(2.64 ppm) 보다 유의적으로 높았으며(P < 0.01). RPM 처리구의 혈중 Met 농도(3.43 ppm)는 대조구(2.67 ppm) 보다 높은 경향을 보였다(P = 0.06). 하지만 혈중 Lys 농도는 처리구간 유의적인 차이가 없었다. 또한 처리구간 대사 프로필 평가(Metabolic Profile Test) 및 혈중 세포수(Complete Blood Cell counts) 평가에서도 차이는 없었다. 혈중 Met 및 Cys의 함량이 증가하여 메치오닌의 반추위 보호 가능성을 보였기 때문에 유성적 및 유성분의 증대를 기대하였지만 더운 여름철 실험 환경으로 인해 기대했던 건물 섭취량에 미치지 못하면서 처리구간 건물섭취량, 유성적 및 유성분의 차이는 없었다. In vitro 및 in situ 실험을 통하여 반추위 보호 메치오닌의 가공 형태별로 반추위 보호 효과가 차이가 있음을 확인하였고, 반추위 보호 라이신은 가공 형태가 같은 제품간에도 반추위 보호 효과의 편차가 크다는 것을 확인할 수 있었다. In vivo 실험을 통하여 반추위 보호 메치오닌이 소장 흡수가 되어 혈중 Met과 Cys의 함량을 높이는 결과를 얻어 반추위 보호 기전이 정상적으로 작용된 것을 확인할 수 있었지만 유성적, 유성분 등의 사양성적에서는 그 차이를 볼 수는 없었다. 본 연구의 결과는 반추위 보호 아미노산의 제품별 평가 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 향후 유성적, 유성분 등의 사양성적으로 기여할 수 있는 반추위 보호 아미노산의 체계적인 연구가 요구된다.
본 학위논문은 반추위 보호 아미노산의 분해율을 평가하고 홀스타인 착유우에 미치는 영향을 평가하기 위하여 3개의 실험으로 구성하였다. 1) In vitro 실험에서는 전세계적으로 유통되고 있는 5개의 반추위 보호 메치오닌 제품과 4개의 반추위 보호 라이신 제품을 반추위와 반추위 하부 소화기관을 모의한 buffer solution에서 제품을 평가하였고, 2) in situ 실험에서는 국내에서 유통되며 축우 펠렛 사료에 적용 가능한 반추위 보호 메치오닌, 라이신 제품을 각각 2개씩 선정하여, 반추위 캐뉼라가 장착된 홀스타인을 이용하여 제품을 평가하였으며, 3) in vivo 실험에서는 반추위 보호 메치오닌, 라이신이 홀스타인 착유우의 유생산, 유성분 및 혈액 성상에 미치는 영향을 평가하였다. In vitro 실험에서는 총 9개의 반추위 보호 아미노산을 평가하였다. 지방 코팅한 반추위 보호 메치오닌(Met-1, 2 및 3)과 ethy-cellulose 코팅한 반추위 보호 메치오닌(Met-4) 그리고 2-vinylpyridine-co-styrene 코팅한 반추위 보호 메치오닌(Met-5)을 이용하였다. 반추위 보호 라이신은 모두 지방 코팅한 제품으로 구성하였다(Lys-1, 2, 3 및 4). 반추위 보호 아미노산의 반추위 분해율은 pH 5.4 sodium-acetate and a pH 6.8 borate-phosphate buffer에서 각각 24시간 배양하여 평가하였고, 제 4위 소화율은 pH 2.9 citrate buffer에서 1시간, 소장 소화율은 pancreatin이 첨가된 pH 6.8 phosphate buffer에서 4시간 동안 배양하여 평가하였다. Ethyl-cellulose 코팅한 Met-4(93.58%)와 2-vinylpyridine-co-styrene 코팅한 Met-5(96.21%)가 borate-phosphate buffer에서 지방 코팅한 Met-1, 2 및 3보다 질소의 by-pass 비율이 높았다. Lys-2는 acetate and borate-phosphate buffer에서 가장 낮은 질소 by-pass 비율(1.60% 및 8.24%)을 나타냈으며, Lys-4는 acetate buffer에서 가장 높은 질소 by-pass 비율(92.97%) 및 Lys-1은 두번째로 높은 질소 by-pass 비율(30.85%)을 보였다. 반추위 보호 아미노산(Met/Lys-1, 2 및 3)의 같은 번호가 동일 회사에서 유사한 가공 형태로 제조되었음에도 불구하고 반추위 보호 라이신의 질소 분해율이 반추위 보호 메치오닌 보다 높은 결과는 라이신이 메치오닌에 비해 물에 매우 잘 녹는 특징에 의해 기인된 것으로 보인다. In situ 실험에서는 지방 코팅된 반추위 보호 메치오닌(Met-1, 2) 및 반추위 보호 라이신(Lys-1, 2)을 평가에 이용하였다. 반추위 캐뉼라가 장착된 1마리의 홀스타인 비착유우를 이용하여 반추위 보호 아미노산을 nylon bag에 담아 반추위에 4, 8, 24 및 48시간동안 배양후 동시에 꺼내어 건물과 질소를 분석하여 평가하였다. Met-1은 건물 및 질소의 분해율이 Met-2에 비해 4, 8 및 24시간에서 유의적으로 낮았으며(P < 0.05), 48시간 분해 후에서는 두 제품간 질소 분해율의 유의차는 없었다. Lys-1 또한 건물 및 질소의 분해율이 Lys-2에 비해서 0, 4, 8, 24시간에서 유의적으로 낮았으며(P < 0.05), 48시간 후에는 두 제품의 건물과 질소의 분해율 차이는 없었다. 0시간에서 물로만 헹구는 과정에서 Lys-2는 질소의 40% 이상이 용해된 것은 라이신의 친수성에 대해 다시 한번 확인하는 결과이며, 보호 처리가 완전하지 못할 경우 반추위 보호 효과가 상당히 떨어지는 것을 보여주는 결과로 사료된다. In vitro와 in situ 실험에서 Met-1, 2 및 Lys-1, 2의 질소 by-pass 비율의 결과는 두 실험간 상당히 유사한 결과를 보여주었다. In vivo 실험에서는 in vitro 및 in situ의 실험 결과를 토대로 선정된 지방코팅 반추위 보호 메치오닌(Met-1)과 반추위 보호 라이신(Lys-1)을 선정하여 평가에 이용하였다. 홀스타인 착유우 6두를 이용하여 3 × 3 라틴 방각 실험을 14일의 사료적응 기간과 4일의 샘플 채취기간으로 구성하여 3처리구의 18일 주기로 실험을 수행하였다. 처리구는 1) 대조구(반추위 보호 메치오닌/라이신 무급여), 2) RPM(반추위 보호 메치오닌 37 g/일/두 급여), 3) RPML(반추위 보호 메치오닌 37 g/일/두 급여 + 반추위 보호 라이신 129 g/일/두 급여)로 구성하였다. RPM 처리구에서 혈중 Cys의 농도(3.64 ppm)가 대조구(2.96 ppm) 및 RPML 처리구(2.64 ppm) 보다 유의적으로 높았으며(P < 0.01). RPM 처리구의 혈중 Met 농도(3.43 ppm)는 대조구(2.67 ppm) 보다 높은 경향을 보였다(P = 0.06). 하지만 혈중 Lys 농도는 처리구간 유의적인 차이가 없었다. 또한 처리구간 대사 프로필 평가(Metabolic Profile Test) 및 혈중 세포수(Complete Blood Cell counts) 평가에서도 차이는 없었다. 혈중 Met 및 Cys의 함량이 증가하여 메치오닌의 반추위 보호 가능성을 보였기 때문에 유성적 및 유성분의 증대를 기대하였지만 더운 여름철 실험 환경으로 인해 기대했던 건물 섭취량에 미치지 못하면서 처리구간 건물섭취량, 유성적 및 유성분의 차이는 없었다. In vitro 및 in situ 실험을 통하여 반추위 보호 메치오닌의 가공 형태별로 반추위 보호 효과가 차이가 있음을 확인하였고, 반추위 보호 라이신은 가공 형태가 같은 제품간에도 반추위 보호 효과의 편차가 크다는 것을 확인할 수 있었다. In vivo 실험을 통하여 반추위 보호 메치오닌이 소장 흡수가 되어 혈중 Met과 Cys의 함량을 높이는 결과를 얻어 반추위 보호 기전이 정상적으로 작용된 것을 확인할 수 있었지만 유성적, 유성분 등의 사양성적에서는 그 차이를 볼 수는 없었다. 본 연구의 결과는 반추위 보호 아미노산의 제품별 평가 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 향후 유성적, 유성분 등의 사양성적으로 기여할 수 있는 반추위 보호 아미노산의 체계적인 연구가 요구된다.
The objectives of this research were to determine 1) in vitro evaluation of degradability of five and four commercially available RPM and RPL products, respectively in buffer solutions simulating rumen and post-rumen, 2) in situ evaluation of by-pass rate of two RPM and RPL products, which can be ap...
The objectives of this research were to determine 1) in vitro evaluation of degradability of five and four commercially available RPM and RPL products, respectively in buffer solutions simulating rumen and post-rumen, 2) in situ evaluation of by-pass rate of two RPM and RPL products, which can be applied to pellet processed diet through rumen-fistulated cow, and 3) the effects of RPM and RPL on milk productivity, milk composition and blood profiles in lactating dairy cows. In in vitro experiment, nine commercially available RPAA were used in the experiment: Methionine was coated with hydrogenated fatty acids (Met-1, 2 and 3); coated with ethyl-cellulose (Met-4) and coated with 2-vinylpyridine-co-styrene (Met-5). Lysine was coated with hydrogenated fatty acids (Lys-1, 2, 3 and 4). The rumen degradability of RPAA was predicted by in vitro based on the solubility of RPM and RPL in pH 5.4 sodium-acetate and a pH 6.8 borate-phosphate buffer solutions for 24 h. The post-ruminal digestibility of RPM and RPL was also assessed; RPM and RPL were as N solubility in pH 2.9 citrate buffer for 1 h and in a pH 6.8 phosphate buffer with pancreatin for 4 h (to each bottle was added 4 ml of a 50 mg/ml enzymatic solution). Dried in vitro residues were weighed for dry matter calculation, and then homogenized by using a mortar and pestle for nitrogen analysis. By-pass nitrogen (%) of ethyl-cellulose coated Met-4 (93.58%) and 2-vinylpyridine-co-styrene coated Met-5 (96.21%) were higher than other hydrogenated fatty acid coated RPM in borate-phosphate buffer. Lys-2 showed the lowest N by-pass ratio in acetate and borate-phosphate buffer (1.60% and 8.24%). Lys-4 was the highest N by-pass ratio (92.97%) and Lys-1 was the second highest N by-pass ratio (30.85%) in acetate buffer. Even though same number of RPAAs (Met/Lys-1, 2 and 3) were processed by same company with similar method, N solubility of RPLs were higher than RPMs. This results may due to differences in solubility between amino acids. Lysine is extremely water soluble, but methionine can hold longer to release in the rumen environment. In in situ experiment, two RPM and two RPL which were commercially available in Korea and can be applied to pellet processed diet were selected and used in the experiment: Met was coated with hydrogenated fatty acids (Met-1 and 2). Lys was coated with hydrogenated fatty acids (Lys-1 and 2). One rumen cannulated non-lactating Holstein cow was used in this study. Cow was housed in stanchion stalls and fed total mixed ration, which consisted of a timothy hay and commercial concentrate mix. Samples were incubated in the ventral sac of rumen, and were sequentially added in 4, 8, 24 and 48 hours so that they could all be removed at the same time. Dried in situ residues were weighed for dry matter calculation, and then homogenized using a mortar and pestle for nitrogen analysis. Met-1 was lower in DM, N degradability than Met-2 at 4, 8 and 24 hours (P < 0.05). But there was no significant difference in N degradability between two RPM at 48 hours. Lys-1 was significantly lower in DM, N degradability at 0, 4, 8 and 24 hours (P < 0.05). After 48 hours, Lys-1 and Lys-2 showed no significant difference in DM and N degradability. Effective degradability of DM and N was higher in Met-2 and Lys-2 than in Met-1 and Lys-1. In in vitro and in situ experiments, the trends of the rumen N by-pass ratios of Met-1, 2 and Lys-1, 2 were quite similar. Based on the previous in vitro and in situ test results, commercially available RPM and RPL were selected and used in the in vivo experiment: methionine was coated with hydrogenated fatty acids (Met-1). Lysine was coated with hydrogenated fatty acids (Lys-1). This experiment used total six Holstein cows (2 multiparous and 4 primiparous) in a replicated 3 × 3 Latin square design with three 18-d periods, which included 2-wk for diet adaptation and 4-d for data and sample collection. Treatments were 1) CON (not supplemented both RPM and RPL) 2) RPM (supplemented with 37 g of RPM/cow per day) and 3) RPML (supplemented with 37 g of RPM and 129 g of RPL/cow per day). The application rates of RPM (37 g/animal per day) and RPL (129 g/animal per day) were designed to meet the requirements of digestible Lys (dLys) and Met (dMet) of the cows, assumed at 7.2 and 2.4% of the MP requirements, respectively. The RPM treatment showed high Cys concentration in blood than control and RPML treatment (3.64 vs. 2.8) (P 0.05). Despite the increase in blood Met and Cys, there was no change in DMI, milk yield and milk protein. Key words: rumen protected methionine, rumen protected lysine, rumen degradability, post-rumen digestibility, dairy cow
The objectives of this research were to determine 1) in vitro evaluation of degradability of five and four commercially available RPM and RPL products, respectively in buffer solutions simulating rumen and post-rumen, 2) in situ evaluation of by-pass rate of two RPM and RPL products, which can be applied to pellet processed diet through rumen-fistulated cow, and 3) the effects of RPM and RPL on milk productivity, milk composition and blood profiles in lactating dairy cows. In in vitro experiment, nine commercially available RPAA were used in the experiment: Methionine was coated with hydrogenated fatty acids (Met-1, 2 and 3); coated with ethyl-cellulose (Met-4) and coated with 2-vinylpyridine-co-styrene (Met-5). Lysine was coated with hydrogenated fatty acids (Lys-1, 2, 3 and 4). The rumen degradability of RPAA was predicted by in vitro based on the solubility of RPM and RPL in pH 5.4 sodium-acetate and a pH 6.8 borate-phosphate buffer solutions for 24 h. The post-ruminal digestibility of RPM and RPL was also assessed; RPM and RPL were as N solubility in pH 2.9 citrate buffer for 1 h and in a pH 6.8 phosphate buffer with pancreatin for 4 h (to each bottle was added 4 ml of a 50 mg/ml enzymatic solution). Dried in vitro residues were weighed for dry matter calculation, and then homogenized by using a mortar and pestle for nitrogen analysis. By-pass nitrogen (%) of ethyl-cellulose coated Met-4 (93.58%) and 2-vinylpyridine-co-styrene coated Met-5 (96.21%) were higher than other hydrogenated fatty acid coated RPM in borate-phosphate buffer. Lys-2 showed the lowest N by-pass ratio in acetate and borate-phosphate buffer (1.60% and 8.24%). Lys-4 was the highest N by-pass ratio (92.97%) and Lys-1 was the second highest N by-pass ratio (30.85%) in acetate buffer. Even though same number of RPAAs (Met/Lys-1, 2 and 3) were processed by same company with similar method, N solubility of RPLs were higher than RPMs. This results may due to differences in solubility between amino acids. Lysine is extremely water soluble, but methionine can hold longer to release in the rumen environment. In in situ experiment, two RPM and two RPL which were commercially available in Korea and can be applied to pellet processed diet were selected and used in the experiment: Met was coated with hydrogenated fatty acids (Met-1 and 2). Lys was coated with hydrogenated fatty acids (Lys-1 and 2). One rumen cannulated non-lactating Holstein cow was used in this study. Cow was housed in stanchion stalls and fed total mixed ration, which consisted of a timothy hay and commercial concentrate mix. Samples were incubated in the ventral sac of rumen, and were sequentially added in 4, 8, 24 and 48 hours so that they could all be removed at the same time. Dried in situ residues were weighed for dry matter calculation, and then homogenized using a mortar and pestle for nitrogen analysis. Met-1 was lower in DM, N degradability than Met-2 at 4, 8 and 24 hours (P < 0.05). But there was no significant difference in N degradability between two RPM at 48 hours. Lys-1 was significantly lower in DM, N degradability at 0, 4, 8 and 24 hours (P < 0.05). After 48 hours, Lys-1 and Lys-2 showed no significant difference in DM and N degradability. Effective degradability of DM and N was higher in Met-2 and Lys-2 than in Met-1 and Lys-1. In in vitro and in situ experiments, the trends of the rumen N by-pass ratios of Met-1, 2 and Lys-1, 2 were quite similar. Based on the previous in vitro and in situ test results, commercially available RPM and RPL were selected and used in the in vivo experiment: methionine was coated with hydrogenated fatty acids (Met-1). Lysine was coated with hydrogenated fatty acids (Lys-1). This experiment used total six Holstein cows (2 multiparous and 4 primiparous) in a replicated 3 × 3 Latin square design with three 18-d periods, which included 2-wk for diet adaptation and 4-d for data and sample collection. Treatments were 1) CON (not supplemented both RPM and RPL) 2) RPM (supplemented with 37 g of RPM/cow per day) and 3) RPML (supplemented with 37 g of RPM and 129 g of RPL/cow per day). The application rates of RPM (37 g/animal per day) and RPL (129 g/animal per day) were designed to meet the requirements of digestible Lys (dLys) and Met (dMet) of the cows, assumed at 7.2 and 2.4% of the MP requirements, respectively. The RPM treatment showed high Cys concentration in blood than control and RPML treatment (3.64 vs. 2.8) (P 0.05). Despite the increase in blood Met and Cys, there was no change in DMI, milk yield and milk protein. Key words: rumen protected methionine, rumen protected lysine, rumen degradability, post-rumen digestibility, dairy cow
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